|
| |
  |
Теория строительства Книги и журналы устройства записи Под аналоговым методом записи понимается прямая запись-воспроизведение электрических сигналов без их промежуточного преобразования, т. е. когда остаточная намагниченность магнитного носителя адекватна входному сигналу [52]. Этот метод получил наибольшее распространение в звукозаписи благодаря простоте реализующих его электронных устройств. Несмотря на простоту получение полного соответствия воспроизводимого сигнала сигналу записи при прямом методе принципиально невозможно Сам процесс записи существенно нелинейный, и даже применение высокочастотного подмагничивапия для исключения гистерезиса материала магнитного носителя не обеспечивает линейной зависимости между остаточной намагниченностью и током записи. Для обеспечения нелинейных искажений полезного сигнала меньше 1 % уровень его должен быть достаточно малым, так как остаточная памагииче11ность магнитного носителя в этом случае не превышает 25 % от максимально возможной [11]. Это ограничивает отношение сигнал/шу.ад величиной 50-60 дБ, которая недостаточна для высококачественной записи звуковых сигналов (например динамический диапазон симфонического оркестра 90-100 дБ). Нелинейная зависимость между остаточной намагниченностью .магнит!ю-го носителя и током записи, кроме гармонических, приводит к большим интермодуляционпым искажениям, которые не нормируются современной нормативной документацией на бытовые магнитофоны, но очень неприятно воспринимаются на слух. При прямом .методе записи существует большая паразитная модуляция амплитуды воспроизводимого сигнала, уровень которой часто превышает 40-50 %. Использование различного рода шумоподавителей повышает отношение сигнала к шуму паузы на выходе магнитофона, но совершенно не уменьшает модуляционных шумов. Кроме того они неизбежно приводят к динамическим искажениям, которые также неприятно воспринимаются на слух. При прямом методе записи вносимые в воспроизводимый сигнал искажения и несовершенство механизма транспортирования магнитного носителя за счет непостоянства скорости его движения вызывает «плавание» (детонацию) звука. Даже в самых высококачественных л!агнитофонах детонация звука находится на уровне 0,1 %. Все перечисленные искажения увеличиваются при перезаписи. Каждая перезапись приводит к заметным линейным и нелинейным искажениям, увеличивает уровень шумов, «плавание» звука и паразитную амплитудную модуляцию. Этих недостатков лишена запись электрических сигналов, при которой описание сигналов производится цифровым представлением. Для этого входной сигнал квантуется по времени и уровню и на магнитном носителе записываются группы импульсов, которые при воспроизведении формируют исходный сигнал. Таким образом, на качество сигнала не влияет процесс магнитной записи-воспроизведения, а определяется лишь параметрами аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразователей. Современные устройства для цифровой записи звука обеспечивают получение отношения сигнала к шуму 90-92 дБ, коэффициент нелинейных искажений и коэффициент детонации меньше 0,005 и 0,001 % соответственно, паразитная амплитудная модуляция отсутствует. При перезаписи последующие копии не отличаются от оригинала, кроме того, при изготовлении обеспечивается высокая нденгичность отдельных экземпляров цифровых магнитофонов. 2. ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ЦИФРОВОЙ ЗВУКОПЕРЕДАЧИ Цифровая звукотехника основана на кодово-импульсной модуляции (КИМ). Еще в 1938 г. был заявлен патент на использование КИМ для передачи речи, но лишь в настоящее время благодаря но-вы.м конструктивным элементам КИМ приобрела самое широкое применение [67]. Главным преимуществом цифровой звукотехники является независимость объективно измеренного и субъективно оцененного качества звука от помех, существующих в линии передачи, или создаваемых носителем информации. Поэтому качество выходного сигнала определяется в основном погрешностями преобразования аналогового сигнала в КИМ сигнал. Кодирование источника осуществляется в три этапа: дискретизации по времени (выборки, временного квантования); квантования по уровню (амплитудного ква.чтования), кодирования квантованных значений. Избранные частота дискретизации, число уровней квантования, частота ошибок в кодированной информации на всем пути ее передачи являются главными факторами при оценке качества цифровой звукопередачи. В аналоговой звукотехнике при оценке качества необходимо учитывать значительно большее число факторов, например, ширину по досы частот, отношение сигнал/шум, линейные и нелинейные искажения, затухание перекрестных помех, модуляционный шум, колебания высоты тона и др. Многолетний опыт применения аналоговых систем звукопередачи позволил установить соответствие между объективными результатами измерений каждого из факторов с субъективным восприятием соответствующих искажений. В цифровой звукотехнике такой опыт отсутствует, а измерительные методы регистрации и контроля качественных параметров еще только разрабатываются. Поскольку нецелесообразно делать заключение о качестве цифровой звукопередачи лишь через восприятие органами слуха человека, важно найти зависимости между измеряемыми и расчетными значениями и субъективным их восприятием. . Рассмотрим главные факторы, влияющие на качество звукозаписи. Частота дискретизации. Непосредственное влияние на качество передаваемого звукового сигнала оказывает ширина полосы частот системы передачи. В соответствии с теоремой В. А. Котельникова /д > 2/,.в, где /д - частота дискретизации, /з.в - ширина полосы звуковых частот. Несмотря на то что в процессе дискретизации изменения сигнала в промежутке между выборками не имеют значения, никакой потери информации не происходит. Это видно на примере преобразований  -Ы о *1з6 illlilljlllll  Чд f Ж yf Ж -fsS О *hl лзб f Рис. 1.1. Процесс выборки сигнала во временной и частотной областях: а, 6, в - сигналы входной, выборки, дискретизированный сигнал и их спектры аналогового сигнала х {t) и его спектра X (/) (рис. 1.1). Предположим сигнал X (f) имеет спектр X (/), ограниченный частотами + /з.в и-/з.в, а сигнал дискретизации s(f), представляющий собой последовательность импульсов с периодом следования Гд = 1 , имеет спектр 5д (/). Процесс дискретизации эквивалентен перемножению X {t) и Sf,{f), так как сигнал дискретизации лишь сохраняет информацию об X (t) в течение времени 7д до следующей выборки. В частотной области это соответствует свертке спектров X (f) и 5д (/). Спектр дискретизированного сигнала повторяет по форме спектр исходного сигнала, но содержит точно такие же составляющие на частотах, кратных частоте дискретизации. Так как эти составляющие не перекрываются друг с другом, то низкочастотной фильтрацией можно выделить спектральные составляющие, соответствующие исходному сигналу и таким образом полностью его восстановить. Если спектральные составляющие повторяющихся спектров перекрываются, т. е. /д - /з.в < /з в, восстановить исходный сигнал невозможно. [ 0 ] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 Приворожи женщину - анализы крови. Услуги для животных. |